JP3104697B2 - 楽音発生装置および楽音発生方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、電子ゲ
ーム機器や、通信カラオケ装置、パソコン等のように、
ＣＰＵを用いた応用システムに用いて好適な楽音発生装
置に関し、特に、楽音の発生を指示するデータに基づき
多様な楽音を合成する楽音発生装置および楽音発生方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、パソコンなどで楽音を発生しよう
とする場合には、専用の音源デバイスや、音源ボードな
どの専用のハードウェアを組み込み、これらを制御する
ことで、所定の楽音を発生するようになっていた。が、
近年、パソコンの性能、特にＣＰＵの性能が著しく向上
したので、音源ボード等の専用ハードウェアで実行すべ
き処理をもＣＰＵが実行することにより、楽音を発生す
るようことが行なわれつつある。このような楽音発生
は、ＣＰＵが専用のソフトウェア（プログラム）にした
がって楽音波形の（サンプリング）データを演算して求
めることから、ソフトウェア音源とも呼ばれ、従来の、
専用のハードウェアを用いて楽音を発生するハードウェ
ア音源と区別される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ソフト
ウェア音源により発生される楽音の品質は、演算処理を
担うＣＰＵの性能に大きく依存する。すなわち、ＣＰＵ
の性能が高い場合には、波形データ（サンプリングデー
タ）を求める演算処理を高速で実行できるため、サンプ
リング周波数をより高くして、品質の高い楽音を発生す
ることが可能である。しかし、ＣＰＵの性能が低い場合
には、高速な演算処理が困難となるため、サンプリング
周波数を低くしなければならず、このため、楽音の品質
が低くならざるを得ない。

【０００４】一方、パソコン等のように、ＣＰＵを用い
た応用システムでは、ＣＰＵの性能や、オプション品等
の装着状態が千差万別である（通常、オプション品と
は、広義にはハードディスクや、ビデオカードなども含
むが、ここでは、楽音の発生に何らかの形で寄与するも
のをいう）。すなわち、ＣＰＵの性能は、個々のシステ
ムに応じて異なることを念頭に置かなければならない。
さらに、楽音発生のためのアプリケーションプログラム
と、それ以外のアプリケーションプログラムとを複数同
時起動するような場合、楽音発生のためのプログラムの
実行に割り当てられるＣＰＵの負担は、他のプログラム
の起動状況やタスクの状態等によって変動することがあ
る。すなわち、全く同一のシステム環境ですら、楽音発
生のプログラムから見れば、ＣＰＵの性能が見掛け上、
変動することがあり得るのである。したがって、ユーザ
は、ソフトウェア音源により楽音を発生する場合にあっ
ては、環境が変わる毎に、楽音発生のための基本的な事
項を再設定しなければならず、非常に煩雑である、とい
う問題があった。しかも、かかるシステムで、設定事項
で定められる条件で楽音発生が可能であるか否かは、実
際に発音させて、音飛び、音欠け等の不都合が発生する
か否かではじめて判明する。すなわち、設定事項が、そ
のシステムにおいて適切であるかどうかは、実際に発音
させるまで判明しない、という問題がある。

【０００５】本発明は、上述した問題に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、装置構成等に変動が
あっても、その構成において、適切な品質を確保した上
で多様な楽音を発生することが可能な楽音発生装置およ
び楽音発生方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述した問題を解決する
ために請求項１に記載の発明にあっては、楽音発生方法
であって、プログラムにしたがって動作する演算処理手
段の性能を検出する第１ステップと、前記第１ステップ
の検出結果に基づいてサンプリング周波数制御データを
生成する第２ステップと、前記サンプリング周波数制御
データに応じたサンプリング周波数で楽音を生成する楽
音生成処理を、前記演算処理手段に実行させる第３ステ
ップとから成ることを特徴とする。請求項２に記載の発
明にあっては、プログラムにしたがって動作する演算処
理手段を用いて楽音を発生する楽音発生装置において、
前記演算処理手段の性能を検出する検出手段と、前記検
出手段の検出結果に基づいてサンプリング周波数制御デ
ータを生成するサンプリング周波数決定手段と、前記サ
ンプリング周波数制御データに応じたサンプリング周波
数で楽音を生成する楽音生成処理を、前記演算処理手段
に実行させる制御手段とを具備することを特徴とする。
請求項３に記載の発明にあっては、請求項２に記載の楽
音発生装置において、前記検出手段は、前記演算処理手
段で所定の楽音波形を生成するのに要した時間を計測す
ることにより前記演算処理手段の性能を検出するもので
あることを特徴とする。請求項４に記載の発明にあって
は、請求項３記載の楽音発生装置において、前記サンプ
リング周波数決定手段は、予め段階的に設定された複数
のサンプリング周波数のうち、前記検出手段により計測
された時間に基づいて求めたサンプリング周波数よりも
低いものであって、最も高いものを決定することを特徴
とする。請求項５に記載の発明にあっては、請求項２記
載の楽音発生装置において、前記サンプリング周波数決
定手段により決定されたサンプリング周波数が所定のサ
ンプリング周波数よりも低い場合には、前記演算処理手
段の演算処理を変更してサンプリングデータを生成する
ようにしたことを特徴とする。請求項６に記載の発明に
あっては、請求項５記載の楽音発生装置において、前記
サンプリング周波数決定手段により決定されたサンプリ
ング周波数が所定のサンプリング周波数よりも低い場合
には、予め記憶した楽音波形のサンプリングデータの読
み出しにより楽音を発生することを特徴とする。

【０００７】（作用）請求項３に記載の発明のように、
検出手段は、所定の楽音波形を生成するのに要する時間
を計測して、サンプリング周波数決定手段が、この時間
に基づいて、サンプリングデータのサンプリング周波数
を決定する。このため、システム構成に適切なサンプリ
ング周波数にて楽音発生を行なうことが可能となる。一
般に、サンプリング周波数が無段階であると、そのため
の構成が複雑化しやすいが、請求項４に記載の発明によ
れば、サンプリング周波数決定手段により決定され得る
サンプリング周波数は、予め設定された複数のものに限
定されるため、構成が複雑化する不都合が回避される。
請求項５に記載の発明によれば、サンプリング周波数決
定手段により決定されるサンプリング周波数が所定のサ
ンプリング周波数よりも低い場合には、演奏情報に基づ
いて楽音波形のデータを所定のサンプリング周波数にて
生成することによっては発生楽音の品質が保てないと判
断され、演算処理が変更される。この場合、請求項６に
記載の発明のように、ロードしておいたサンプリングデ
ータを読み出すようにして、演算処理の負荷を減らすこ
とが望ましい。

【０００８】

【発明の実施の形態】１：構成 以下、本発明の最適な実施形態について図面を参照して
説明する。図１は、本発明が適用される楽音発生装置の
構成を示すブロック図である。この図において、符号１
０はＣＰＵであり、ＲＯＭ１１に記憶された基本プログ
ラムに基づいて、（データ）バス１２を介して各部を制
御するようになっている。符号１３はＲＡＭであり、後
述する各種レジスタやフラグを設定したり、各種データ
を一時的に記憶する。符号１４はマルチＩ／Ｏポートで
あり、例えばＭＩＤＩ情報を入出力したり、図示しない
鍵盤による操作情報ＫＢＤなどを入力したり、また、図
示しない各種のインターフェイス（Ｉ／Ｆ）を介し各種
の情報を入力する。すなわち、マルチＩ／Ｏポート１４
は、発生すべき楽音を規定する演奏情報を、ＭＩＤＩ情
報や、操作情報ＫＢＤとして入力する。なお、本実施形
態では、演奏情報が自動演奏により発生する場合も想定
している。この場合の自動演奏とは、所定の自動演奏プ
ログラムを実行することにより、演奏情報が時系列的に
発生する場合をいい、換言すれば、図１の構成が、自動
演奏プログラムの実行により、楽音発生装置としてのみ
ならず、いわばシーケンサとしても働く場合をいう。ま
た、Ｉ／Ｆの種類としては、シリアルや、パラレル、Ｒ
Ｓ−２３２Ｃ、ＲＳ−４２２など考えられ、特に、ＲＳ
−２３２Ｃの場合には、図示しないモデムにより電話回
線にも接続され、ホスト局と通信も行なう。したがっ
て、演奏情報の発生源は、鍵盤操作による場合は当該鍵
盤であり、ＭＩＤＩ情報等による場合は各種Ｉ／Ｆを介
して接続された外部機器であり、また、自動演奏により
場合は自動演奏プログラムを実行するＣＰＵ１０であ
る。符号１５はストレージユニットであり、ＦＤ（フロ
ッピィ・ディスクドライブ）やＨＤ（ハード・ディスク
ドライブ）、ＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶装置から構
成され、各種アプリケーションプログラムやデータ等を
保存する。符号１６はディスプレイであり、ＣＲＴや液
晶パネル等により構成され、ＣＰＵ１０の制御の下、各
種表示を行なう。

【０００９】次に、符号１７はコプロセッサであり、浮
動小数点演算に関する処理等をＣＰＵ１０に肩代わりし
て行なう。なお、その他の処理についてはＣＰＵ１０が
行なう。符号１８はタイマであり、後述するタイマー処
理において時間の計測等を行なう。符号１９はＤＭＡＣ
（ダイレクト・メモリ・アクセス・コントローラ）であ
り、ＲＡＭ２０におけるデータ転送を、ＣＰＵ１０を介
さずに直接行なう。なお、近年においてコプロセッサ１
７、タイマ１８およびＤＭＡＣ１９は、ＣＰＵ１０とと
もに１チップ化される場合もあるが、本構成において
は、便宜上、ＣＰＵ１０とは別体構成として説明するこ
ととする。ＲＡＭ２０は、符号１３と同様であり、ハー
ドウェア的には両者に差はないが、ＲＡＭ１３がプログ
ラム実行に使用されるワークメモリとして働くのに対
し、このＲＡＭ２０は、所定の条件下において、展開さ
れた波形データを一時的に記憶する波形メモリとして働
く。

【００１０】符号２１はＤＳＰであり、楽音合成の演算
処理を行なう専用のプロセッサである。符号２２は音源
デバイスであり、種々の命令の下、楽音信号を合成す
る。符号２３はＤ／Ａコンバータであり、後述するフラ
グＤＡＣＥＮＢＬが立ち上がる（「１」になる）ことに
より、その出力動作が許可される。なお、Ｄ／Ａコンバ
ータ２３の入力段には、図では省略したが、ＦＩＦＯ形
式のデータバッファが設けられており、バッファリング
されたデータが、後述するステップＳａ２１により設定
されたサンプリング周波数ｆｓで読み出されるようにな
っている。また、Ｄ／Ａコンバータ２３の出力段には、
図では省略したが、高調波を除去するためのＬＰＦ（ロ
ーパスフィルタ）が設けられ、そのカットオフ周波数
は、設定されたサンプリング周波数ｆｓの略半分に設定
されるようになっている。そして、このＬＰＦの出力こ
そが楽音発生装置による楽音信号として出力され、アン
プやスピーカ等からなるサウンドシステムにより発音す
るようになっている。

【００１１】さて、符号２４は、符号１３、２０と同様
なＲＡＭであり、ハードウェア的には両者に差はない
が、このＲＡＭ２４は、ＤＳＰ１７の演算処理に使用さ
れるワークメモリとして働く。符号２５は波形メモリで
あり、音源デバイス２２が波形メモリ読出方式により楽
音を発生する場合、基本的な音色の波形データを複数記
憶する。なお、波形メモリ２５とＲＡＭ２０とは、波形
メモリ２５については、その記憶内容が主に音源デバイ
ス２２で使用され、ＲＯＭまたは（ドータ）ボードで提
供されるのに対し、ＲＡＭ２０については、その記憶内
容が主にＣＰＵ１０で使用される点で、そのニュアンス
を若干異にする。

【００１２】かかる構成のうち、コプロセッサ１７や、
ＤＳＰ２１、音源デバイス２２、ＲＡＭ２４、波形メモ
リ２５などは、通常、オプション品として設定される。
すなわち、これらは任意的に設けられるものである。特
に、ＲＡＭ２４については、装着されない場合、ＲＡＭ
１３の領域の一部がＲＡＭ２４として割り当てられ、ま
た、波形メモリ２５については、音源デバイス２２がＦ
Ｍ合成方式など純粋な演算のみにより波形データを生成
する方式により楽音を発生するものであれば、あえて装
着する必要はない。

【００１３】このため、ＣＰＵ１０は、何らかの形でこ
のようなオプション品が搭載・装着されているか否かを
知る必要があるが、本実施形態では、例えば、次のよう
な方法により構成部品の有無を知るようになっている。 構成部品を設ける場合に、接続するアドレスを予め決
めておき、ＣＰＵ１０が、例えば起動直後や、リセット
直後に、にかかるアドレスをアクセスする。この際、Ｃ
ＰＵ１０は、しかるべきデータが読み出された場合に、
構成部品が搭載されていると判断する。 構成部品の搭載を示すジャンパスイッチを設けてお
き、構成部品を搭載した場合に、当該ジャンパスイッチ
をオンとしてＣＰＵ１０に搭載状態を知らせる。 パソコンであれば、コンフィグレーションファイルに
よって構成部品をデバイスドライバという形で登録し、
あるいはバッチファイルで登録し、認識させる。

【００１４】なお、図１に示す構成においては、オプシ
ョン品のすべてがデータバスに接続された状態となって
いるが、接続されるバスはこれに限られない。例えば、
各種シリアル／パラレルのインターフェイスを介してＣ
ＰＵ１０とデータの授受を行なうようにしても良い。す
なわち、オプション品はなんらかの形で、ＣＰＵ１０と
のデータの授受を行なえれば、その接続形態は問われな
い。例えば、音源デバイス２２は、実際には図２に示す
ように、音源ボード４１として、いわゆる一種の拡張ボ
ードとして提供される場合があり、この場合には、メイ
ンボード（マザーボード）上のスロットに挿入されて、
ＣＰＵ１０とは、バス１２、Ｉ／Ｆコントローラ２６、
拡張（ボード）インターフェイス２７を介してデータの
授受を行なう。さらに、この場合、波形メモリ２５は、
音源ボード４１に設けられる専用のソケットに任意的に
装着されることもある。また、この場合、拡張インター
フェイス２７側に独自のＤ／Ａコンバータ２８が設けら
れることもある。一方、音源デバイス２２は、ＬＳＩチ
ップ単体や、あるいは別途基板に搭載される形等で提供
される場合もあり、この場合には、メインボードあるい
は拡張ボード上に予め設けられた専用ソケットに挿入さ
れて、ＣＰＵ１０とは、直接、あるいは拡張インターフ
ェイス等を介して接続しても良い。同様に、ＤＳＰ１７
も、拡張ボードとして提供される場合には、図２に示す
ように、ＤＳＰボード４２として、一種の拡張ボードと
して提供される場合があり、この場合には、メインボー
ド上のスロットに挿入されて、ＣＰＵ１０とは、拡張イ
ンターフェイス２７等を介してデータの授受を行なう。
また、ＤＳＰ１７はＬＳＩチップ単体で供給される場合
もある点で音源デバイス２２と同様である。さて、Ｄ／
Ａコンバータ２３への入力データは、図１では、バス１
２から供給されるようになっているが、ＤＳＰ１７や音
源デバイス２２が拡張ボードやソケット等に挿入される
場合には、ＤＳＰ１７や音源デバイス２２の出力がバス
１２を介さないで、直接、あるいは拡張インターフェイ
ス等を介して供給されるようになっている。

【００１５】また、図３に示すように、音源デバイス２
２やＤＳＰ１７からなる音源システム３２を、データバ
ス１２を介さずにＣＰＵシステム３０とデータの授受を
直接行なうローカルバス等と接続する構成としても良
い。ここで、ＣＰＵシステム３０とは、ＣＰＵ１０を含
んだＲＯＭ１１、ＲＡＭ１３などの標準システムをい
い、周辺装置群３１とは、それ以外のマルチＩ／Ｏポー
ト１４や、ストレージユニット１５、各種のインターフ
ェイス、操作子等を総称する。また、音源システム３２
は、狭義には音源デバイス２２やＤＳＰ１７をいうが、
広義には、ＣＰＵシステム３０以外で楽音発生に何らか
の形で寄与する構成要素をいう。ここで、音源システム
３２は、ＣＰＵシステム３０と一体化して搭載される構
成としても、分離可能な構成としてもどちらでも良い。
くわえて、接続のためのインターフェイスをＣＰＵ側が
持つか、音源側が持つかは、システムに応じて適切に定
めればよい。さらにローカルバスだけではなく、例えば
ＭＩＤＩや、ＲＳ−Ｓ３ＳＣ／４２２、ＩＥＥＥ Ｐ−
１３９４（ＩＥＥＥに提出された符号１３９４の規
格）、ＳＣＳＩなどの各種インターフェイス／プロトコ
ルを用いても良い。また、電話回線等の各種通信回線を
介して、データの授受を行なうことも考えられる。

【００１６】一方、音源デバイス２２は、波形メモリ２
５、さらにＤ／Ａコンバータも含めて１チップに集積化
されたり、あるいは基板モジュール化される（図４
（ａ）参照）場合もあり得る。同様に、ＤＳＰ１７もＲ
ＡＭ２４、さらにＤ／Ａコンバータも含めて１チップに
集積化される場合もあり得る（図４（ｂ）参照）。

【００１７】このように、図１〜図３に示した構成は、
あくまでもシステム構成の一例であり、各構成要素間が
どのように接続されかは、そのシステムに依存する。ま
た、最近では、図１に示した構成要素が２つ以上集積化
され、見掛け上、一体となって構成される場合もあり、
外観により構成要素をブロック化するのは、あまり意味
を持たないことである。

【００１８】１−１：動作モード 次に、本実施形態の動作モードについて説明する。本実
施形態にかかる楽音発生装置の動作モードは、図５に示
すように、発音方式を指定するものと、発音の割当方式
を指定するものの２つに大別され、さらに、それぞれ種
々のモードに細分化される。そこで、まず、発音方式を
指定するモードについて説明する。

【００１９】１−１−１：発音方式の指定 本実施形態では、演奏情報により楽音の波形データを生
成・作成し、これをアナログ変換することよって、発音
を行なうようになっている。かかる波形データの作成・
生成は、種々の方式によって実行される。このため、発
音方式を指定するモードによって、どの発音方式により
波形データを生成・作成するかを定めるようにしてい
る。なお、本実施形態の発音方式は、ＣＰＵ合成モード
と各種音源デバイス使用モードとの２つのモードを想定
している。

【００２０】 ＣＰＵ合成モード ＣＰＵ合成モードとは、楽音合成のための専用のハード
ウェアを用いることなく、ＣＰＵ１０のみにより、ある
いは、搭載されていればコプロセッサ１７と併せて波形
データを生成・作成することを指定するモードである。
このＣＰＵ合成モードは、さらに、次の４つのモードに
大別される。なお、求められた所望の波形データは、Ｄ
／Ａコンバータ２３によりアナログ信号に変換されて、
発音するようになっている。 ・ＦＭモード このＦＭモードは、いわゆるＦＭ音源を用いて発音を行
なうモードである。すなわち、所望の波形データは、Ｃ
ＰＵ１０等（コプロセッサ１７が装着されているう場合
には、コプロセッサ１７も併用する意）のリアルタイム
演算により、基本となる正弦波をＦＭ変調させて求めら
れる。 ・高調波合成モード この高調波合成モードは、基本波と、当該基本波の高調
波とを順次合成することにより発音を行なうモードであ
る。すなわち、所望の波形データは、ＣＰＵ１０等のリ
アルタイム演算により、基本波と、その第ｎ次高調波と
を順次求めて加算することにより求められる。 ・波形メモリ読出モード この波形メモリ読出モードは、いわゆる波形メモリ読み
出し方式により発音を行なうモードである。すなわち、
ＣＰＵ１０等は、まず、楽音発生に先だって、発生すべ
き音色の基本波形を示す波形データを複数、ＲＡＭ２０
等上にロードしておき、次に、楽音発生の指示があった
ならば、指定された音色の波形データを、指定された音
高になるように、アドレス操作して読み出すとともに、
指定された音の大きさとなるように、演算処理して求め
る。なお、波形メモリ読出モードでは、主に、ＲＡＭ
（ＲＯＭ）からの波形読み出し処理であるため、比較的
性能が低いＣＰＵ等でも楽音発生することが可能であ
る。すなわち、上記ＦＭモードや高調波合成モードの演
算処理よりもＣＰＵ１０の負荷が軽くて済む。しかし、
ＲＡＭを波形メモリとして使用しなければならないた
め、必然的にＲＡＭ１３、２０により構成されるメモリ
領域を圧迫する。あるいは多くの容量を必要とする。こ
のため、装備されたＲＡＭの総容量や、ＣＰＵのアドレ
ス領域の程度によっては、なるべくならば、波形メモリ
読出モードは使用したくない、という背景がある。 ・物理モデリング合成モード この物理モデリング合成モードは、楽器における発音メ
カニズム、特に空気の流れを電気的モデルによりシミュ
レートして、楽音を合成するモードである。すなわち、
所望の波形データは、ＣＰＵ１０等によって構築された
電気的モデルによりリアルタイム演算で求められる。な
お、かかるモデルによる楽音合成アルゴリズムについて
は、例えば、特開昭６３−４０１９９号公報などに開示
されている。

【００２１】 各種音源デバイス使用モード 各種音源デバイス使用モードとは、楽音合成のための特
別なハードウェア、例えば音源デバイス２２などを用い
て発音処理を行なうことを指定するモードである。この
ため、各種音源デバイス使用モードは、対応するハード
ウェアたる音源デバイス２２の搭載を前提としている。
なお、音源デバイス２２等は、波形データを、上述のＦ
Ｍモードや波形メモリ読出モードなどにより作成・生成
する。ただし、音源デバイス２２等がいかなる方式によ
って波形データを作成・生成するについては、音源デバ
イス２２等の固有の問題であり、本願は、音源デバイス
２２等の発音方式までも制御するものではないので、そ
の説明については省略する。

【００２２】１−１−２：割当方式の指定 さて、本実施形態は、ＣＰＵ合成モードあるいは各種音
源デバイス使用モードのいずれのモードにおいても、波
形合成（発音）のためのチャンネルを複数有し、１つの
音色を生成するために１つのチャンネルを割り当てて、
各チャンネルで音色を生成することによって、複数音色
を同時に発音することができるようになっている。ま
た、本実施形態では、ＣＰＵ１０によっても、音源デバ
イス２２によっても波形合成することができるから、あ
る音色の発音指示があった場合に、どちらで波形合成す
るかが重要な問題となる。そこで、この割当方式の指定
するモードによって、発音指示があった場合に、どちら
で波形合成するかを定めるようにしている。 ・ＣＰＵ優先モード このＣＰＵ優先モードは、波形合成をＣＰＵ合成モード
により優先的に行なうモードである。ただし、ＣＰＵ１
０等の能力が低いと、波形合成できるチャンネル数が限
られることから、ＣＰＵ１０等の処理能力を超える分の
波形合成については、各種音源デバイス使用モードによ
り行なわれる。 ・各種音源デバイス優先モード この各種音源デバイス優先モードは、波形合成を各種音
源デバイス使用モードにより優先的に行なうモードであ
る。ただし、各種音源デバイス２２等の能力が低いと、
波形合成できるチャンネル数が限られることから、各種
音源デバイス２２等の処理能力を超える分の波形合成に
ついては、ＣＰＵ合成モードにより行なわれる。 ・手動設定モード この手動モードは、波形合成をどの発音方式のモードに
より行なうかを、さらに、ＣＰＵ合成モードである場合
には、どのモードにより波形合成すべきかを、ユーザに
よって手動で指定するモードである。 ・強制設定モード この強制設定モードは、波形合成をどのモードにより行
なうかを、例えば、同時起動する他のアプリケーション
プログラム等によってそれぞれユーザの意思とは関係な
く指定されるモードである。

【００２３】１−２：ＲＡＭの状態 次に、ＲＡＭ１３（２０）におけるメモリマップについ
て説明する。本発明に適用される楽音発生装置の構成
は、図１に示すように、一般的なパソコンと大差はな
い。逆に言えば、一般的なパソコンが、（後述する動作
を実行することが前提となるが）そのまま楽音合成装置
に成り得るのである。したがって、この楽音合成装置に
おけるＲＡＭ１３（２０）のメモリ内容も、一般的なパ
ソコンのそれと大差はない。すなわち、ＲＡＭ１３（２
０）は、図６に示すような領域に分けられる。この図に
おいて、ＯＳ領域は、パソコンと同等のオペレーティン
グシステムが占有する領域であり、波形合成プログラム
領域とは、楽音発生を行なって楽音波形を合成するため
の波形合成プログラムが占有する領域であり、アプリケ
ーションプログラム領域（１）〜（ｎ）は、それぞれ波
形合成プログラム以外のアプリケーションプログラムが
占有する領域であり、同時起動された分、領域が発生す
る。また、各種データ領域は、演奏曲のデータ等が記憶
される領域であり、領域ＷＡＶＥは、波形メモリ読み出
し方式により発音を行なう場合に、波形データが複数ロ
ードされる領域である。

【００２４】２：動作 次に、本実施形態に係る楽音発生装置の動作について説
明する。この楽音合成装置による楽音の発生は、パソコ
ンのアプリケーションプログラムである波形合成プログ
ラムを実行することにより行なわれる。あるいは、この
波形合成プログラムをＯＳの一部として組み込んで、起
動すると自動的に常駐すること等により行なわれる。こ
こで、一連の処理過程において、波形合成プログラムが
どの位置・地位で実行されるかは、ＯＳの設定環境や、
ユーザの操作設定、同時起動するアプリケーションプロ
グラムの数、動作状況などによって異なるが、ここでは
説明の便宜上、波形合成プログラムが、同時起動するア
プリケーションプログラム（１）と（ｎ）との間で実行
されるものとする。

【００２５】まず、この楽音発生装置の電源が投入ある
いはリセットされると、図７に示すＣＰＵシステム処理
が実行され、そのステップＳ１において、各種レジスタ
やフラグのセット、リセット等の初期設定処理が実行さ
れ、次に、ステップＳ２において、ＯＳのシステム管理
処理が実行される。そして、ステップＳ３〜Ｓ５までの
各ステップにおいて、アプリケーションプログラム
（１）、波形合成プログラム、およびアプリケーション
プログラム（ｎ）がそれぞれ実行される。ここで、波形
合成プログラムは、詳細については後述するが、初回に
実行される場合を除き、１回起動する毎に、楽音の波形
データが１サンプル分だけ生成される処理である。ま
た、アプリケーションプログラム（１）や（ｎ）は、波
形合成プログラム以外の処理であり、それは、波形合成
プログラムに関与する処理であっても、全く別の処理で
あっても良い。ステップＳ５の処理の後、処理手順は、
ステップＳ２に再び戻る。

【００２６】以降、起動しているアプリケーションプロ
グラムに変更なければ、ステップＳ２〜Ｓ５のループ処
理が繰り返し実行される。また、起動しているアプリケ
ーションプログラムが変更があれば、その変更がステッ
プＳ２におけるシステム管理処理により検出される。そ
して、その変更が終了であれば、当該アプリケーション
プログラムを実行するステップが通過する一方、変更が
開始であれば、当該アプリケーションプログラムを実行
するステップがループ処理内に新たに追加される形でル
ープ処理が繰り返し実行される。

【００２７】したがって、ループ処理の実行周期は、他
のアプリケーションプログラムの起動状態やシステムの
状況等により変化する。一方、起動しているアプリケー
ションプログラムの変更に拘わらず、ループ処理が１巡
する毎に楽音の波形データが１サンプルだけ生成され、
ループ処理の繰り返し実行により楽音の波形データが連
続的に生成される。このため、生成される楽音の波形デ
ータを単純にアナログ変換すると、サンプリング周期が
一定しない状況下であるため、発生楽音にジッタが生じ
てしまう。そこで、前述したように図示はしないが、Ｄ
／Ａコンバータ２３の前段にデータバッファを設けて、
生成した楽音の波形データを、一旦蓄えた後、サンプリ
ング周期ｆｓで読み出す構成としたのである。

【００２８】なお、楽音発生装置による楽音発生が固定
プログラムで実行される場合、具体的には、楽音発生装
置がパソコンではなく、電子楽器単体あるいは音源モジ
ュール、その他楽音発生機能を含む所定の機能を持った
システムとして動作するような場合には、ループ処理の
実行周期を変動しないように構成することが可能とな
り、このような場合、ループ処理は一定間隔で実行され
る。この間隔を、設定されるサンプリング周波数ｆｓの
逆数であるサンプリング周期に一致させれば、データバ
ッファは不要となるので都合が良い。

【００２９】２−１：波形合成プログラム 次に、図７におけるステップＳ４で実行される波形合成
プログラムについて図８〜図１１を参照して説明する。
この波形合成プログラムは、所定の操作によりストレー
ジユニット１５からロードされることにより実行され
る。

【００３０】まず、図８に示すステップＳａ１では、楽
音発生における動作モードの設定と、実行時のハードウ
ェア構成とがチェックされる。ハードウェア構成につい
ては、上述した方法等によりオプション品が搭載されて
いるか否かがチェックされる。また、動作モードの設定
については、図５に示すように、発音方式の指定と割当
方式の指定との双方が設定される。なお、動作モードの
設定については、この波形合成プログラムの実行前に、
他のアプリーケーションプログラムが実行されていれ
ば、当該プログラムの実行によって強制モードに設定さ
れる場合もあるし、また、発音方式をどのモードにする
か、割当方式をどのモードにするかを、ユーザに入力画
面を表示して、この入力により設定される場合もある。
さらに、ハードウェア構成のチェックにより、各種音源
デバイスが認識されたならば、自動的に、ＣＰＵ優先モ
ードあるいは各種音源デバイス優先モードに設定すると
しても良い。すなわち、ステップＳａ１における動作モ
ードの設定とは、この波形合成プログラムを起動するに
あたり、動作モードを確認的に認識するための処理であ
る。

【００３１】次に、ステップＳａ２では、波形サンプル
ロード処理が実行される。かかる波形サンプルロード処
理は、詳細については後述するが、波形メモリ読出によ
り波形サンプルを用いる場合、その波形サンプルデータ
をＲＡＭ１３（２０）における領域ＷＡＶＥに転送する
処理である。この後、ステップＳａ３では、フラグＳＥ
ＴＦＬＧが「１」であるか否かが判別される。ここで、
フラグＳＥＴＦＬＧは、初期状態では「０」であり、後
述するステップＳａ２１によりサンプリング周波数ｆｓ
が設定された場合、あるいは波形予備演算モードで波形
メモリ読出モードが指定される場合には「１」となるも
のである。かかるフラグＳＥＴＦＬＧが「１」であれ
ば、処理手順が次のステップＳａ４に進む一方、「０」
であれば、ステップＳａ５にスキップする。

【００３２】なお、この波形合成プログラムが、図７に
示すループ処理において初めて実行される場合、フラグ
ＳＥＴＦＬＧは「０」であるので、処理手順は無条件に
ステップＳａ５にスキップするが、説明の便宜上、ステ
ップＳａ４の処理についても説明する。ステップＳａ４
では、発音をすべてＣＰＵ合成モードにより行なうか否
かが判別される。あるいは、ステップＳａ１におけるハ
ードウエア構成のチェックにより、各種音源デバイスが
認識されたか否かを判別するとしても良い。要は、各種
音源デバイスを用いて波形合成を行なう可能性があれ
ば、判別結果を「Ｎｏ」とする条件分岐が行なわれる。

【００３３】ステップＳａ５では、フラグＥＮＢＬＦＬ
Ｇが「１」でないか否かにより、非動作可能状態である
か否かが判別される。ここで、非動作可能状態とは、換
言すれば、サンプリング周波数ｆｓが設定されておら
ず、あるいは波形予備演算モードが指定されないで、Ｃ
ＰＵ合成モードによる発音処理の準備が整っていない状
態をいう。なお、この波形合成プログラムが、図７に示
すループ処理において初めて実行される場合、フラグＥ
ＮＢＬＦＬＧは「０」であるので、すなわち非動作可能
状態であるので、処理手順がステップＳａ１１に分岐す
るが、説明の便宜上、先に、フラグＥＮＢＬＦＬＧが
「１」である動作可能状態である場合について説明す
る。この動作可能状態とは、逆説的に、ＣＰＵによる波
形合成処理の準備がすでに整っている状態をいう。この
状態となっている場合、手順はステップＳａ６に進んで
発音情報処理が行なわれ、次に、ステップＳａ７におい
てＣＰＵ波形発生コマンドの有無が判別される。ここ
で、ＣＰＵ波形発生コマンドとは、ＣＰＵ合成モードに
おいて、発音開始を指示するキーオンが、鍵盤情報ＫＢ
Ｄや、ＭＩＤＩ情報、各種Ｉ／Ｆを介した演奏情報等に
より発生したことをいう。そして、ステップＳａ７にお
いてＣＰＵ波形発生コマンドが検出されると、当該コマ
ンドに応じた処理がステップＳａ８において行なわれ
る。すなわち、当該コマンドを満足させる波形データ
が、ＣＰＵ合成モードのうちいずれかのモードにより指
定された方式で生成され、バス１２を介してＤ／Ａコン
バータ２３に供給される。これにより、当該波形データ
に基づく発音が行なわれることとなる。なお、ＣＰＵ波
形発生コマンドには、広義には、消音を指示するキーオ
フなども含むが、これらは、コマンドに応じて、リリー
ス波形を生成させたり、波形データの生成を終了するな
ど、発音の終了に関する処理をすれば良いが、ここでは
説明を省略する。また、ステップＳａ７において、ＣＰ
Ｕ波形発生コマンドが検出されなければ、なにも処理を
行なう必要はないので、ステップＳａ８の発音演算処理
がスキップされる。ステップＳａ９では、この波形合成
プログラムを終了する旨の操作がユーザ等により指定さ
れたか否かが判別される。もし、指定されていないので
あれば、来たるべき次のＣＰＵ波形発生コマンドの発生
に備えるため、直ちに手順が戻る（リターンする）一
方、指定されているのであれば、プログラム終了するた
めの処理が行なわれて、例えばステップＳａ１０におい
てフラグＳＥＴＦＬＧを「０」にクリアする処理が実行
されて、この波形合成プログラムが終了する。

【００３４】さて、この波形合成プログラムが、図７に
示すループ処理において初めて実行される場合、フラグ
ＥＮＢＬＦＬＧは「０」であるので、ステップＳａ１１
において、動作モードが優先モードすなわちＣＰＵ優先
モードあるいは各種音源デバイス優先モードであるかが
否かが判別される。もし、動作モードが手動モードある
いは強制モードである場合、この判別結果は「Ｎｏ」と
なって、処理手順がステップＳａ１２に進み、フラグＥ
ＮＢＬＦＬＧ、フラグＤＡＣＥＮＢＬ、およびフラグＳ
ＥＴＦＬＧにそれぞれ「１」がセットされて、処理手順
が戻る。ここで、フラグＤＡＣＥＮＢＬは、「１」にな
ると、Ｄ／Ａコンバータ２３の出力動作を許可するもの
である。したがって、次回、この波形合成プログラムが
実行されて、各種音源デバイスが使用される場合には、
ステップＳａ３の判別結果が「Ｙｅｓ」、Ｓａ４の判別
結果が「Ｎｏ」となるので、図１１に示す処理が実行さ
れ、また、ＣＰＵのみによる波形合成を行なう場合に
は、ステップＳａ６〜Ｓａ１０の処理が実行されること
となる。

【００３５】一方、ステップＳａ１１において、動作モ
ードが優先モードである場合、処理手順は、図９に示す
ステップＳａ１３に進む。なお、ステップＳａ１３〜Ｓ
ａ２７の処理は、この波形合成プログラムが初回に起動
されたときに実行される可能性があり、ＣＰＵにより波
形合成を行なう場合に、そのサンプリング周波数ｆｓを
設定する処理である。まず、ステップＳａ１３では、確
認的にフラグＥＮＢＬＦＬＧが「０」に、フラグＢＵＳ
Ｙが「１」に、フラグＤＡＣＥＮＢＬが「０」に、それ
ぞれセットされる。ここで、フラグＢＵＳＹとは、後述
するタイマー処理においてアップカウントを許可するも
のである。また、フラグＤＡＣＥＮＢＬを「０」にセッ
トするのは、後述する波形サンプル発生演算において、
Ｄ／Ａコンバータ２３の出力動作を禁止して、当該波形
サンプルに基づく発音を防止するためである。ステップ
Ｓａ１３の後には、ステップＳａ１４において、レジス
タＳＣＯＵＮＴおよびレジスタＴＣＯＵＮＴがそれぞれ
「０」にリセットされる。ここで、レジスタＳＣＯＵＮ
Ｔの内容は、次の波形サンプル発生演算の処理回数を示
し、また、レジスタＴＣＯＵＮＴは、フラグＢＵＳＹが
「１」であるときに、後述するタイマー処理により
「１」ずつインクリメントされるものであるため、その
内容は、波形サンプル発生演算をｍ回だけ発生するのに
要した時間内において、タイマー処理の起動回数を示す
ことになる。

【００３６】次に、ステップＳａ１５においては、所定
の波形サンプル発生演算処理が実行されて１サンプルあ
たりに必要な波形サンプル（データ）が生成される。な
お、このステップＳａ１５の詳細処理については後述す
る。そして、ステップＳａ１６では、波形サンプル発生
演算処理が１回実行されたことに対応してレジスタＳＣ
ＯＵＮＴが「１」だけインクリメントされる。そして、
ステップＳａ１７においてレジスタＳＣＯＵＮＴが
「ｍ」となったか否かが判別され、判別結果が「Ｎｏ」
であれば、手順がステップＳａ１５に戻る一方、判別結
果が「Ｙｅｓ」であれば、手順が図１０に示すステップ
Ｓａ１３に進む。これにより、波形サンプル発生演算の
処理回数がｍ回となるまで、ステップＳａ１５、１６の
処理が繰り返し行なわれることとなる。

【００３７】次に図１０に示すステップＳａ１８におい
ては、フラグＢＵＳＹが「０」にセットされて、タイマ
ーのアップカウントが禁止される（タイマーストップ処
理）。そして、次のステップＳａ１９では、次式（１）
により周波数Ｆｓが求められる。 Ｆｓ＝（ｍ・ｍａｒｇｉｎ）／（ＴＣＯＵＮＴ・Ｔｔ）……（１） この式において、ｍａｒｇｉｎは、ＣＰＵ１０等の処理
能力を考慮して、演算処理に余裕を持たせるための
「１」以下の係数である。また、前述のように、ＴＣＯ
ＵＮＴは、波形サンプル発生演算をｍ回だけ実行するの
に要した時間内におけるタイマー処理の起動回数を示
し、Ｔｔは、タイマー処理の起動周期であるから、ＴＣ
ＯＵＮＴとＴｔとの積は、波形サンプル発生演算をｍ回
だけ実行するのに要した時間を示すことになる。結局、
式（１）により求められる周波数Ｆｓは、波形サンプル
の発生周波数であって、定数ｍａｒｇｉｎにより、その
ハードウェア構成の処理能力を考慮した周波数を示すこ
とになる。

【００３８】そして、ステップＳａ２０では、求められ
た周波数Ｆｓが「３２ｋＨｚ」以上であるか否かが判別
される。なお、この「３２ｋＨｚ」という値は、発生す
る楽音の品質が最低限確保できるか否かを念頭において
設定されている。したがって、この判別結果が「Ｙｅ
ｓ」であるならば、本実施形態のＣＰＵ能力によって
は、最低限以上の楽音品質を確保できると判断し、手順
がステップＳａ２１に進む。このステップＳａ２１にお
いては、「３２ｋＨｚ」、「４４．１ｋＨｚ」、「４８
ｋＨｚ」、「５０ｋＨｚ」のうち、求めた周波数Ｆｓに
対し内輪で最も近い周波数が、本実施形態におけるサン
プリング周波数ｆｓとして設定される。例えば、求めた
周波数Ｆｓが「４７ｋＨｚ」であるならば、サンプリン
グ周波数ｆｓは、当該周波数「４７ｋＨｚ」よりも低い
もののうち、最も高い「４４．１ｋＨｚ」に設定され
る。なお、内輪とした理由は、処理能力以上にサンプリ
ング周波数を高く設定したのでは、定数ｍａｒｇｉｎを
用いて余裕を持たせた意味がなくなるからである。

【００３９】ステップＳａ２１の後には、ステップＳａ
２２において、フラグＤＡＣＥＮＢＬ、フラグＥＮＢＬ
ＦＬＧ、およびフラグＳＥＴＦＬＧがそれぞれ「１」に
セットされて手順が戻る。これにより、Ｄ／Ａコンバー
タ２３の出力動作が許可され、そして、動作可能状態と
され、さらに、サンプリング周波数ｆｓがすでに設定さ
れたことが示されるようになる。なお、このようにして
動作可能状態となる結果、次回、波形合成プログラムが
実行されると、各種音源デバイスを用いて波形合成する
のであれば、ステップＳａ４の判別結果は「Ｎｏ」とな
って、図１１に示す処理によって発音処理が実行され、
また、それ以外の、ＣＰＵ１０等のみ用いて波形合成す
るのであれば、ステップＳａ４の判別結果は「Ｙｅ
ｓ」、ステップＳａ５の判別結果は「Ｎｏ」となってと
なって、ステップＳａ６〜Ｓａ８により発音処理が実行
されることとなる。

【００４０】一方、図１０においてステップＳａ２０の
判別結果が「Ｎｏ」であるならば、本実施形態のＣＰＵ
１０等の処理能力によっては、最低限の楽音品質を確保
できないと判断し、手順がステップＳａ２３に分岐す
る。ステップＳａ２３では、最低限の楽音品質を確保で
きない旨がアラーム等によりユーザに告知されるととも
に、波形予備演算モードの指定イベントがチェックされ
る。ここで、波形予備演算モードとは、本来的には、動
作モードがＣＰＵ合成モードのうちの波形メモリ読出モ
ード以外のモードが指定されていたが、指定されたモー
ドでは、最低限の楽音品質を確保できないので、動作モ
ードを波形読出モードに切り換えることを指示するモー
ドをいう。

【００４１】ステップＳａ２４では、この波形予備演算
モードが指定されたか否かが判断される。指定されたな
らば、ステップＳａ２５において、指定された演算モー
ドの演算により波形サンプルを求めてＲＡＭ１３（２
０）に予め記憶するとともに、実際に発音を実行する場
合には、記憶した波形サンプルをサンプリング周波数
「３２ｋＨｚ」で読み出すことにより、発音を行なうモ
ードが自動的に指定される。これにより、実質的に波形
メモリ読出モードによる波形合成が行なわれることにな
るので、低い性能のＣＰＵでも最低限の品質を発生楽音
に確保することができるようにしている。この後、ステ
ップＳａ２２の処理が実行されて、動作可能状態等に設
定された後、手順が戻る。一方、ステップＳａ２４にお
いて波形予備演算モードが指定されないと、手順がステ
ップＳａ２６に進み、波形合成プログラムの終了が指令
されたか否かが判別される。指令されたならば、プログ
ラム終了するための処理が行なわれて、例えばステップ
Ｓａ２７においてフラグＳＥＴＦＬＧを「０」にクリア
する処理が実行されて、この波形合成プログラムが終了
する。これにより、求めた周波数Ｆｓが「３２ｋＨｚ」
よりも低ければ、ステップＳａ２３、２４、２６によ
り、波形予備演算処理モードが指定されるか、あるい
は、プログラムを終了する旨の指令等の操作がされない
限り、アラームが鳴り続けるようになっている。

【００４２】こうして、ＣＰＵ１０等による波形合成が
行なわれる場合には、サンプリング周波数ｆｓが、当該
ＣＰＵの性能に対し最適化されて設定される。しかも、
この場合、当該ＣＰＵ等の性能が低い場合には、ＣＰＵ
への負担を減らした波形メモリ読出方式により楽音合成
を行なうように設定される。

【００４３】ところで、図８におけるステップＳａ４に
おいて、各種音源デバイスを用いて波形合成を行なう可
能性があると判別されると、手順が図１１に示すステッ
プＳａ２８に進行する。ステップＳａ２８では、フラグ
ＤＡＣＥＮＢＬに「１」がセットされ、Ｄ／Ａコンバー
タ２３の出力動作が許可される。この後ステップＳａ２
９において、プログラム終了の指示がされているか否か
が判別され、されていれば、ステップＳａ３０におい
て、プログラム終了するための処理が行なわれて、例え
ばステップＳａ３１においてフラグＳＥＴＦＬＧを
「０」にクリアする処理が実行されて、この波形合成プ
ログラムが終了する。一方、ステップＳａ２９におい
て、プログラム終了の指示がされていないと判別されれ
ば、ステップＳａ３２において、さらに、動作モードが
各種音源デバイス使用モードであるか否かが判別され、
されていなければ手順が戻る。

【００４４】また、ステップＳａ３２において、動作モ
ードが各種音源デバイス使用モードであると判別される
と、さらに、ステップＳａ３３において、選択された動
作モードに対応するハードウェアが存在するかが判別さ
れる。ここで、「選択」には、ステップＳａ１における
ハードウェアチェックにより認識、という意味も含む
（図においてカッコ書の意味）。存在すれば、ステップ
Ｓａ３４において選択されたモードに対応するハードウ
ェアを含む発音処理が実行される一方、存在しなけれ
ば、ステップＳａ３５においてその旨を示すアラームを
発生させる処理と、現時点におけるハードウェア環境で
の発音処理が行なわれる。そして、ステップＳａ３４あ
るいはＳａ３５の処理の後に、手順は戻る。なお、選択
されたハードウェアを含む発音処理の詳細については、
後述する。

【００４５】２−１−１：波形サンプルロード処理 ここで、上述したステップＳａ２（図８参照）において
実行される波形サンプルロード処理について説明する。
この波形サンプルロード処理では、まず、図１２に示す
ステップＳｂ１において、ＭＩＤＩサンプルダンプがマ
ルチＩ／Ｏポート１４により受信されたか否かが判別さ
れる。ここで、ＭＩＤＩサンプルダンプとは、ＭＩＤＩ
規格におけるサンプリングデータのことであり、波形メ
モリ読出モードで使用されるものである。もし、受信さ
れたならば、ステップＳｂ２において、受信されたデー
タがＲＡＭ１３（２０）の領域ＷＡＶＥに転送されるサ
ンプル受信処理が実行される。そして、ステップＳｂ３
の判別によって、すべてのデータの受信が完了するま
で、ステップＳｂ２のサンプル受信処理が連続して実行
される。そして、すべてのデータの受信が完了すると、
ステップＳｂ３の判別結果は「Ｙｅｓ」となって、手順
は戻る。一方、ステップＳｂ１の判別結果が「Ｎｏ」で
ある場合、今度は、ステップＳｂ４において、波形デー
タが各種インターフェイスを介して転送されたか否かが
判別される。もし、受信されたのならば、ステップＳｂ
２、３において、当該波形データは、ＭＩＤＩサンプル
ダンプと同様に、ＲＡＭ１３（２０）の領域ＷＡＶＥに
転送される。また、ステップＳｂ１およびＳｂ４の判別
結果がいずれも「Ｎｏ」である場合、ステップＳｂ５に
おいて、ストレージユニット１５に対する読取イベン
ト、すなわち、何らかのデータを読み出すリクエストが
発生したか否かが検出される。発生していないのであれ
ば、以降は何ら処理を行なう必要はないので、この波形
サンプルロード処理は直ちに終了して、手順が戻る。一
方、読取イベントが発生したのであれば、そのイベント
によりストレージユニット１５から読み出されるデータ
がステップＳｂ６においてチェックされる。そして、ス
テップＳｂ７において、読み出されたデータが波形デー
タであるか否かが判別される。そして、波形データでな
い場合には、以降は何ら処理を行なう必要はないので、
この波形サンプルロード処理は直ちに終了して、手順が
戻る一方、波形データである場合には、ステップＳｂ８
において、読み出された波形データをＲＡＭ１３（２
０）の領域ＷＡＶＥに転送する波形データ読出転送処理
が実行される。そして、ステップＳｂ９の判別によっ
て、すべてのデータの転送が完了するまで、ステップＳ
ｂ８の転送処理が連続して実行される。そして、すべて
のデータの転送が完了すると、ステップＳｂ９の判別結
果は「Ｙｅｓ」となって、手順は戻る。

【００４６】このように、波形サンプルロード処理で
は、波形メモリ読出モードにおいて用いるサンプリング
データ（波形データ）が受信・読出されると、そのすべ
てがＲＡＭ１３（２０）の領域ＷＡＶＥに転送されるよ
うになっている。そして、ＣＰＵ１０等が、転送された
サンプリングデータを、波形メモリ読出モードにて処理
することにより、波形合成が行なわれる。上記したよう
に、ＲＡＭ１３（２０）等にロードされた波形を、例え
ば、音源デバイス２２により発音するには、音源デバイ
ス２２に付随する波形メモリ２５をＲＡＭとして用い、
ここにロードされた波形を再転送しなければならない。
したがって、従来の音源デバイス等のハードウェアに依
存した楽音発生装置では、当該ハードウェア側に、ロー
ドされた波形を受け取るためのＲＡＭ等の一時記憶手段
が必要であり、また、ＣＰＵ側には、ＲＡＭ１３（２
０）等からの波形データ転送処理が必要であった。しか
し、本実施形態によれば、サンプリングデータをＣＰＵ
１０が統括するＲＡＭ１３（２０）にロードして、ロー
ドしたデータにより発音を行なうので、専用ハードウェ
ア側にサンプリングデータを一時記憶する手段を設ける
ことも、ＣＰＵ側でロードした波形データをさらにハー
ドウエア側に再転送する処理も不要とすることができ
る。したがって、システムのコスト削減や、波形データ
のロードが終了した時点から実際に発音可能状態となる
までの時間の短縮化を図ることができる。

【００４７】２−１−２：波形サンプル発生演算 次に、上述したステップＳａ１５（図９参照）において
実行される波形サンプル処理について説明する。この波
形サンプル発生演算処理では、まず、図１３に示すステ
ップＳｃ１において、コプロセッサ１７の有無が検出さ
れる。本実施形態では有であるが、コプロセッサ１７は
オプション品なので無の場合もあり得る。なお、ＣＰＵ
１０がコプロセッサ１７に相当する演算ユニットを内蔵
する場合には、特にコプロセッサ有無の検出判断処理は
必要でなく、常に、コプロセッサ併用として処理を行な
うようにしても良い。また、有であれば、ステップＳｃ
２において、ＣＰＵ１０とコプロセッサ１７との併用に
よる波形サンプル演算処理が実行される一方、無であれ
ば、ステップＳｃ３において、ＣＰＵ１０のみによる波
形サンプル演算処理が実行される。そして、ステップＳ
ｃ２あるいはＳｃ３の処理の後に、手順は戻る。ここ
で、ステップＳｃ２およびＳｃ３の処理においては、コ
プロセッサ１７を併用して演算処理を行なうか否かの点
でのみ相違し、波形サンプル演算処理そのものについて
は同じである。そこで、ステップＳｃ２およびＳｃ３の
処理については、ステップＳｃ３の場合を例にとって説
明する。

【００４８】２−１−２−１：ＣＰＵのみによる波形サ
ンプル演算処理 まず、図１４に示すステップＳｄ１では、動作モードが
ＣＰＵ合成モードのうちのＦＭモードあるかが否かが判
別される。ＦＭモードであれば、ステップＳｄ２におい
て、１サンプルにおいて必要なチャンネル数だけの波形
サンプルが、ＣＰＵ１０のＦＭ合成方式により演算され
て求められる。すなわち、複数発音を行なう場合には、
ＦＭモードで波形合成すべき発音数分だけの波形サンプ
ルが求められる。この場合、ＣＰＵ１０は、各音の音高
を低いピッチから高いピッチまでの種々の組み合わせて
演算を行なったり、発音処理と同時に行なう他の処理
（例えばグラフィック処理等）を行なって、負荷を最も
高くした状態で演算を行なう。

【００４９】また、ステップＳｄ１において、ＦＭモー
ドでないと判別されれば、ステップＳｄ３において、さ
らに、動作モードがＣＰＵ合成モードのうちの波形メモ
リ読出モードであるかが否かが判別される。波形メモリ
読出モードであれば、１サンプルにおいて必要な数だけ
の波形データが、波形メモリより読み出される。すなわ
ち、複数発音を行なう場合には、波形メモリ読出モード
で波形合成すべき発音数分だけの波形データの読み出し
が行なわれる。なお、この波形メモリ読出モードでのデ
ータ転送は、ＣＰＵ１０ではなくＤＭＡＣ１９により行
なわれる。また、この際に読み出される波形データは、
ＲＡＭ１３（２０）の領域ＷＡＶＥ（図６参照）にロー
ドされているもの、あるいはＲＯＭ１１に格納されてい
るものである。

【００５０】さらに、ステップＳｄ３において波形メモ
リ読出モードでないと判別されれば、ステップＳｄ５に
おいて、さらに、動作モードがＣＰＵ合成モードのうち
の高調波合成モードであるかが否かが判別される。高調
波合成モードであれば、ステップＳｄ６において、１サ
ンプルにおいて必要な数だけの波形サンプルが、ＣＰＵ
１０の高調波合成方式により演算されて求められる。す
なわち、複数発音を行なう場合には、高調波合成モード
で波形合成すべき発音数分だけの波形サンプルが求めら
れる。この場合、ＣＰＵ１０は、各音の音高を低いピッ
チから高いピッチまでの種々の組み合わせて演算を行な
ったり、負荷を最も高くした状態で演算を行なう点は、
ＦＭモードと同様である。

【００５１】そして、ステップＳｄ５において高調波合
成モードでないと判別されれば、ステップＳｄ７におい
て、さらに、動作モードがＣＰＵ合成モードのうち物理
モデリング合成モードであるかが否かが判別される。物
理モデリング合成モードであれば、ステップＳｄ８にお
いて、１サンプルにおいて必要な数だけの波形サンプル
が、ＣＰＵ１０によって物理モデルが構築されて求めら
れる。すなわち、複数発音を行なう場合には、物理モデ
リング合成モードで波形合成すべき発音数分だけの波形
サンプルが求められる。なお、ステップＳｄ７におい
て、物理モデリング合成モードでないと判別されれば、
動作モードが本実施形態での想定範囲外なので、ステッ
プＳｄ９においてその旨を知らせるアラーム処理及びそ
の他の適切な処理が行なわれる。そして、ステップＳｄ
２、４、６、８あるいは９の処理の後には、手順が戻
り、次のステップＳａ１６（図９参照）の処理が実行さ
れる。

【００５２】２−１−２−２：コプロセッサ併用による
波形サンプル演算処理 図１３におけるステップＳｃ１２のコプロセッサ併用に
よる波形サンプル演算処理については、図１４の各演算
処理が、ＣＰＵ１０とともにコプロセッサ１７の併用に
よって行なわれ、演算処理の高速化が図られる。ただ
し、基本的な演算の手順等はＣＰＵのみによる波形サン
プル演算処理で行なう内容と実質的に同等である。この
ため、詳細な説明については省略する。

【００５３】このように、ステップＳａ１５における波
形サンプル発生演算においては、発生楽音の品質に最も
影響を与える処理が、ＣＰＵ合成モードの各モードに対
応して行なわれる。すなわち、ＦＭモード、高調波合成
モード、および物理モデリング合成モードにおいては、
同時発音数と、波形データの演算に要する時間とが主に
処理時間に影響を与える因子となるため、その演算能力
を見極めるべく、１サンプルあたりの波形データを実際
の演算処理により求めるのである。そして、この演算処
理を、ステップＳａ１５〜Ｓａ１７の処理によりｍサン
プル分行ない、さらに後述のタイマー処理に基づいてｍ
サンプル分の演算処理に要した時間を求め、この結果に
したがって逆に、本構成の処理能力に対して最適なサン
プリング周波数ｆｓをステップＳａ２１により設定して
いるのである。同様に、波形メモリ読出モードにおいて
は、同時発音数が処理時間に影響を与える因子となるた
め、その読出能力を見極めるべく、１サンプルあたりの
波形データの読み出しを実際に行なうのである。そし
て、この読み出しを、ステップＳａ１５〜Ｓａ１７の処
理によりｍサンプル分行ない、さらに後述のタイマー処
理に基づいてｍサンプルの読み出しに要した時間を求
め、この結果にしたがって逆に、本構成の読出能力に対
して最適なサンプリング周波数ｆｓをステップＳａ２１
により設定しているのである。

【００５４】２−１−３：選択されたハードウェアを含
む発音処理 次に、上述したステップＳａ３４（図１１参照）におい
て実行される、選択されたハードウェアを含む発音処理
について説明する。この発音処理は、全チャンネルの発
音をＣＰＵ合成モードのみにより行なう場合以外に実行
される処理であって、各種音源デバイスによる発音を何
らかの形で行なう場合に、（割当）動作モードに応じた
発音を行なうための処理である。この発音処理では、ま
ず、図１５におけるステップＳｅ１において、イベント
検出管理が行なわれる。ここで、イベントとは、発音開
始を指示するキーオンが、鍵盤情報ＫＢＤや、ＭＩＤＩ
情報、各種Ｉ／Ｆを介した演奏情報等により発生したこ
とをいい、ここでは、前述のＣＰＵ波形発生コマンドと
異なり、ＣＰＵ合成モードに限られず、各種音源デバイ
ス使用モードのものも含める。したがって、このイベン
トが検出されたということは、キーオンの発生を意味す
るから、以下に示すように、発音に向けた処理が行なわ
れることとなる。

【００５５】まず、ステップＳｅ２では、動作モードが
各種音源デバイス優先モードであるか否かが判別され
る。この判別結果が「Ｎｏ」であるならば、処理手順が
後述するステップＳｅ１１に分岐する一方、「Ｙｅｓ」
であるならば、処理手順は次のステップＳｅ３に進む。

【００５６】ステップＳｅ３では、現時点における各種
音源デバイスの発音状態や、イベントに対応する演奏情
報等が、各種音源デバイスの発音条件に収まっているか
否かが判別される。ここで、発音条件とは、色々考えら
れるが、本実施形態では、現時点において各種音源デバ
イスにより波形合成すべき（音色）数が、各種音源デバ
イス使用モードにより同時発音可能な発音数以内である
かを条件とする。すなわち、ステップＳｅ３では、現時
点において各種音源デバイスにより発音中のチャンネル
（ＣＨ）数が各種音源デバイスにより同時発音可能なチ
ャンネル数以下であるか否かが判別される。

【００５７】なお、発音条件としては、このほかに、次
のようなものが考えられる。検出されたイベントに係
る演奏情報の音高が所定値以上であるか？（以下である
か？）検出されたイベントに係る演奏情報のうち音色
を指定する値が所定値以上であるか？（以下であるか
？）検出されたイベントに係る演奏情報のうち演奏パ
ートを指定する値が所定値以上であるか？（以下である
か？）検出されたイベントに対応するＭＩＤＩ−ＣＨ
等が所定値以上であるか？（以下か？）など、何らかの
の演奏情報を示す値が所定値以上であるか（以下である
か）を基準とする発音条件が考えられる。また、各種音
源デバイスが、ある特定の音色を、ＦＭモードや高調波
合成モード等の演算により波形サンプルを生成して合成
するように指定された場合には、この発音条件を満たさ
ないとする構成としても良い（この構成については、別
実施形態として後述する）。

【００５８】さて、このような発音条件を満たしている
と判別されると、ステップＳｅ４において、当該イベン
ト（キーオン）による発音を行なうためのチャンネル
が、現時点において各種音源デバイスで発音していない
チャンネル（空きチャンネル）の中から１つ割り当てる
発音割当処理が実行される。そして、ステップＳｅ５に
おいて、割り当てられたチャンネルで、当該イベントに
対応する楽音の発生を選択されたハードウェア（各種音
源デバイス）で実際に行なう処理である、選択指定ハー
ドウェアでの発音処理が実行される。

【００５９】一方、ステップＳｅ３において発音条件を
満たしていないと判別されると、ステップＳｅ６におい
て、さらにフラグＥＮＢＬＦＬＧが「１」であるか否か
が判別される。この時点において、フラグＥＮＢＬＦＬ
Ｇが「１」であるということは、上述したステップＳａ
１３〜Ｓａ２５の処理が行なわれた後であり、ＣＰＵ合
成モードにおいて発音する場合のサンプリング周波数ｆ
ｓがすでに設定されている状態を示す。すなわち、ＣＰ
Ｕ合成モードにより発音が可能である状態を示す。した
がって、フラグＥＮＢＬＦＬＧが「１」であるために、
ステップＳｅ６の判別結果が「Ｙｅｓ」となる場合、ス
テップＳｅ７において、各種音源デバイスの発音条件を
満足しないイベントに対応する発音がＣＰＵ合成モード
により行なうように割り当てるＣＰＵ発音割当処理が実
行される。このＣＰＵ発音割当処理について詳細には、
当該イベントに対応した波形サンプルを演算生成するた
めの楽音波形発生割当コマンドを発生させる。かかる楽
音波形発生割当コマンドは、ＣＰＵが実行すべき楽音の
演算方法（ＣＰＵ合成モードのいずれかのモード）、生
成すべき音色、音高、タッチ、音量、割当チャンネルな
どの情報のほかに、キーオン、キーオフなどの発音指示
をも含んだものである。そして、このコマンドが有効で
ある期間において、ＣＰＵ１０等は、後述するように、
ステップＳｅ１０において、当該割当コマンドに対応す
る波形サンプルを生成する発音演算処理を実行する。な
お、楽音波形発生割当コマンドは、楽音サンプルを割込
処理により生成するような場合にあっては、割込処理の
起動・終了情報をも含んだものとなる。

【００６０】一方、ステップＳｅ６において、フラグＥ
ＮＢＬＦＬＧが「０」であるということは、ＣＰＵ合成
モードにより発音が可能でない状態を示す。したがっ
て、この場合、ステップＳｅ８において、各種音源デバ
イスに対してトランケート処理、詳細には、各種音源デ
バイスにおいて、発音が最も進行しているチャンネル、
あるいは、発音開始が早くかつ最も音量が小さいチャン
ネルによる楽音を消音させて、強制的に空きチャンネル
をつくる処理が行なわれる。なお、このトランケート処
理は、ステップＳｅ４の発音割当処理に含ませることも
可能である。そして、ステップＳｅ４において、当該イ
ベントが、消音させたチャンネルに割り当てられて、後
は同様にステップＳｄ４において、割り当てられたチャ
ンネルにより、当該イベントに対応する楽音の発生が各
種音源デバイスにより行なわれる。なお、複数の音源デ
バイスが装着されるときは、ある音色を発音させるの
に、異なる音源デバイスのチャンネルをそれぞれ割当て
る場合もあり得る。

【００６１】ところで、ステップＳｅ２において、各種
音源デバイス優先モードでないと判別される場合、例え
ば、ＣＰＵ優先モードである場合や、ＣＰＵ合成モード
と各種音源デバイス使用モードとを併用することを指定
した手動モードである場合には、処理手順が図１６にお
けるステップＳｅ１１に分岐する。このステップＳｅ１
１では、現時点におけるＣＰＵ１０等による発音状態
や、イベントに対応する演奏情報等が、ＣＰＵ等の発音
条件に収まっているか否かが判別される。ここでの発音
条件とは、各種音源デバイスの発音条件（ステップＳｅ
３参照）と同様に色々考えられるが、本実施形態では、
現時点においてＣＰＵ等により波形合成すべき（音色）
数が、ＣＰＵ合成モードにより同時発音可能な発音数以
内であるかを条件とする。すなわち、ステップＳｅ１１
では、現時点においてＣＰＵ１０等により発音中のチャ
ンネル（ＣＨ）数がＣＰＵ１０等による同時発音可能な
チャンネル数以下であるか否かが判別される。

【００６２】そして、このような発音条件を満たしてい
ると判別されると、ステップＳｅ１２において、さらに
フラグＥＮＢＬＦＬＧが「１」であるか否かが判別され
る。フラグＥＮＢＬＦＬＧが「１」であるということ
は、上述したように、ＣＰＵ合成モードにより発音が可
能である状態を示すので、ステップＳｅ１３において、
ＣＰＵ１０等により行なうべき波形合成を、ＣＰＵ１０
等により行なうように発音割当処理が行なわれて、処理
手順は図１５におけるステップＳｅ９に進む。なお、ス
テップＳｅ１３におけるＣＰＵ発音割当処理の詳細につ
いては、すでに述べたステップＳｅ７と同様なので、説
明を省略する。

【００６３】一方、ステップＳｅ１１において、ＣＰＵ
１０等の発音条件が満たされないと判別された場合、あ
るいは、ステップＳｅ１２において、ＣＰＵ１０等が発
音可能状態でないと判別された場合には、当該イベント
に対応する処理を各種音源デバイスで実行すべく、ステ
ップＳｅ１４において、ステップＳｅ４と同様に、各種
音源デバイスに対して発音割当処理が実行される。そし
て、ステップＳｅ１５において、ステップＳｅ５と同様
に、選択指定ハードウェアでの発音処理が実行される。

【００６４】また、ステップＳｅ７あるいはＳｅ１３に
よるＣＰＵ発音割当処理後、次のステップＳｅ９および
１０により行なわれる。すなわち、ステップＳｅ９にお
いては、ＣＰＵ発音割当処理によるＣＰＵ波形発生割当
コマンドの有無が判別され、無の場合には直ちに処理手
順が戻る一方、有の場合にはステップＳｅ１０におい
て、当該ＣＰＵ波形発生割当コマンドにしたがって波形
サンプルを演算して求める処理が実行される。

【００６５】このように、各種音源デバイス優先モード
である場合に、各種音源デバイスの発音条件を満たす分
の発音処理がステップＳｅ５にて各種音源デバイスによ
り行なわれる一方、満たさない分の発音処理がステップ
Ｓｅ１０にてＣＰＵ１０等により行なわれることとな
る。反対に、各種音源デバイス優先モードでない場合に
は、ＣＰＵ１０等の発音条件を満たす分の発音処理がス
テップＳｅ１０にてＣＰＵ１０等により行なわれる一
方、満たさない分の発音処理がステップＳｅ１５にて各
種音源デバイスにより行なわれることとなる。すなわ
ち、選択されたハードウェアでの発音処理においては、
各種音源デバイス使用モードにおいて指定されるハード
ウェアの処理能力を超える場合に、その超えた分につい
て、上述したＣＰＵ合成モードにより発音が行なわれる
ので、ハードウェアを増設することなく、当該ハードウ
ェアにおける同時発音可能な発音数以上の発音が容易に
行なうのが可能となる。

【００６６】２−１−４：タイマー処理 次にタイマー処理について説明する。このタイマー処理
は、前述の波形合成プログラムの実行中に、所定周期Ｔ
ｔ毎に実行される割込処理である。図１７は、かかるタ
イマー処理の手順を示すフローチャートである。まず、
ステップＳｆ１において、フラグＢＵＳＹが「１」であ
って、アップカウントが許可されているか否かが判別さ
れる。この判別結果が「Ｎｏ」であれば、手順はステッ
プＳｆ３にスキップし、「Ｙｅｓ」であれば、ステップ
Ｓｆ２においてレジスタＴＣＯＵＮＴが「１」だけイン
クリメントされる。そして、ステップＳｆ３では、他の
タイマー処理が実行されて、このルーチンは終了する。
このように、タイマー処理では、フラグＢＵＳＹが
「１」であれば、起動される毎に、レジスタＴＣＯＵＮ
Ｔが「１」だけインクリメントされる。フラグＢＵＳＹ
が「１」となるのは、ステップＳａ９〜Ｓａ１１のルー
プ処理が実行されている期間に限られるから（ステップ
Ｓａ７、Ｓａ１２）、結局、レジスタＴＣＯＵＮＴの内
容は、前述のように、当該ループ処理により波形データ
をｍサンプル分だけ演算・読出するのに要した期間内
に、タイマー処理が何回起動されたかを示すことにな
り、その際に要する経過時間は、ＴＣＯＵＮＴとＴｔと
の積により表わされることになる。

【００６７】２−１−５：本実施形態での具体的動作 図１に示した構成は、オプション品のすべて、すなわ
ち、コプロセッサ１７、ＤＳＰ２１および音源デバイス
２２のすべてを搭載している構成である。したがって、
この構成では、発音方式の指定、割当の方式についてす
べての動作モードが使用可能である。この際、動作モー
ドが各種音源デバイス優先モードである場合、各種音源
デバイスの処理能力を上回る分の処理がＣＰＵ側に割り
当てられて、ＣＰＵ等がこれを処理するので、楽音発生
専用ハードウェアたる各種音源デバイスの性能を超える
楽音発生ができ、このため多様な音色を発生することが
できるのである。さらに、本構成では、動作モードがＣ
ＰＵ優先モードである場合にも、多様な音色を発生する
ことができる。しかも、サンプリング周波数ｆｓは、シ
ステムの構成に応じて最適に設定されるので（ステップ
Ｓａ２１）、楽音の品質が劣化するということもない。

【００６８】３：他の構成における具体的動作 本実施形態では、図１（図２）に示すフルオプションの
構成を前提として説明したが、パソコンや電子楽器のよ
うなＣＰＵを用いたシステムのハードウェア構成は、オ
プション品の有無により千差万別である。また、上述し
た波形合成プログラムも、ハードウェア構成により指定
可能な動作モードが異なる。そこで、図１に示す以外の
構成では、波形合成プログラムがいかに動作するかにつ
いて、具体構成を挙げて簡単に説明する。

【００６９】３−１：オプションなし 図２１に示すハードウェア構成は、図１に示す構成にお
けるオプション品のすべて、すなわち、コプロセッサ１
７、ＤＳＰ２１および音源デバイス２２のすべてを搭載
していない構成である。したがって、この構成では、ス
テップＳａ４（図８参照）の判別結果が「Ｙｅｓ」とな
るため、各種音源デバイス使用モードは使用できず、Ｃ
ＰＵ合成モードが使用可能である。しかし、コプロセッ
サ１７もＤＳＰ２１も搭載されていないので、ＣＰＵ１
０単体の処理能力が極めて高くないと、波形データのリ
アルタイム演算が困難となる。このため、実際には、Ｃ
ＰＵ合成モードのうちの波形メモリ読出モードのみが使
用可能という場合もあり得る。

【００７０】３−２：コプロセッサのみ搭載 図２２に示すハードウェア構成は、図１に示す構成にお
けるオプション品のうち、コプロセッサ１７のみを搭載
した構成である。したがって、この構成でも、ステップ
Ｓａ４（図８参照）の判別結果が「Ｙｅｓ」となるた
め、各種音源デバイス使用モードは使用できず、ＣＰＵ
合成モードのみが使用可能である。ただ、コプロセッサ
１７が搭載されているので、実数演算処理を高速に行な
うことが可能であるため、ＣＰＵ合成モードの全モード
が使用可能となる。なお、この構成では、コプロセッサ
１７が搭載されているので、発音演算処理（ステップＳ
ａ９）および波形サンプル発生演算（ステップＳａ１
５）は、コプロセッサ併用により行なわれる。

【００７１】３−３：コプロセッサ、ＤＳＰ搭載（波形
メモリ等なし） 図２３に示すハードウェア構成は、図１に示す構成にお
けるオプション品のうち、コプロセッサ１７およびＤＳ
Ｐ２１を搭載した構成であり、ＤＳＰ２１は、波形デー
タの高速演算を目的としている。ここで、ＤＳＰ２１が
各種音源デバイスに属すると考える立場をとると、２回
目以降の起動ではステップＳａ４の判別結果が「Ｎｏ」
となるため、各種音源デバイス使用モードが使用でき
る。ただし、ＤＳＰ２１は演算を行なうことを目的とし
ているから、波形メモリ読出方式ではなく、各種の演算
により波形データを生成することになる。また、割当に
よってはＣＰＵ合成モードも可能であるが、この構成で
は、波形データの演算については可能であるが、ＤＭＡ
Ｃ１９およびＲＡＭ２０を有しないため、ＣＰＵ合成モ
ードのうち、波形メモリ読出モードは使用できず、波形
データをリアルタイムに演算するＦＭモード、高調波合
成モード、および物理モデリング合成モードが使用可能
となる。なお、この構成についても、コプロセッサ１７
が搭載されているので、発音演算処理（ステップＳａ
９）および波形サンプル発生演算（ステップＳａ１５）
は、コプロセッサ併用により行なわれる。

【００７２】３−４：音源デバイスのみ 図２４に示すハードウェア構成は、図１に示す構成にお
けるオプション品のうち、音源デバイスのみを搭載した
構成である。したがって、この構成では、２回目以降の
起動ではステップＳａ４（図８参照）の判別結果が「Ｎ
ｏ」となるため、各種音源デバイス使用モードが使用可
能である。また、割当によってはＣＰＵ合成モードも可
能であるが、この構成では、波形データの演算について
は可能であるが、ＤＭＡＣ１９およびＲＡＭ２０を有し
ないため、波形メモリ読出モードが使用できないという
場合もあり得る。また、コプロセッサ１７も搭載されて
いないので、ＣＰＵ１０単体の処理能力が極めて高くな
いと、波形データのリアルタイム演算が困難である。こ
のため、実際には、ＣＰＵ合成モードの全モードが使用
不可能となる場合もあり得る。

【００７３】４：他の実施形態 次に、上述した実施形態とは別の実施形態について説明
する。 ４−１：第２実施形態 まず、第２実施形態について説明する。一般に、リズム
系や、ドラム系のような撥音系の波形データを、ＦＭや
高調波合成等による演算によって求めても、雰囲気ある
楽音の再生は困難とされる。このため、音源デバイス２
２が備えられている場合であって、その音源デバイス２
２が波形メモリ読出方式以外のＦＭ方式等により楽音の
波形データを演算して求める構成である場合、当該音源
デバイス２２によって、撥音系の楽音を再生するのは適
切とは言えない。また、このような音源デバイス２２が
備えられているので、ＣＰＵ１０等があえて波形メモリ
読出モード以外の演算モードにより波形データを演算し
て求める必要性は乏しい。さらに、ＣＰＵ１０等にとっ
てみれば、波形合成以外の処理をする必要もあることか
ら、特にＣＰＵ１０等の性能が低い場合には、なるべく
なら、波形合成プログラムの実行に伴う負荷を減らした
いという事情もある。したがって、このような場合、Ｃ
ＰＵ１０等が、音源デバイス２２にとって不向きである
撥音系の波形データを波形メモリ読出モードによって生
成する一方、各種音源デバイスたる音源デバイス２２が
それ以外の楽音の波形データを演算によって生成するよ
うにすれば、ＣＰＵ１０等の側にとってみれば負荷を最
小限とすることができるし、音源デバイス２２にとって
みれば不得意な発音をしなくて済み、両者にとって都合
が良い。さらに、再生楽音の品質を高く保てるという利
点もある。この第２実施形態の目的は、まさにこの点に
ある。

【００７４】第２実施形態は、構成的には、図１、図２
４に示すように、音源デバイス２２の装着を前提とす
る。また、その波形合成プログラムについては、選択さ
れたハードウェアを含む発音処理（図１５および１６参
照）を、図１８に示す処理に差し替えた処理を行なうも
のである。すなわち、上述したステップＳａ３４（図１
１参照）において実行される、選択されたハードウェア
を含む発音処理については、図１８に示す処理が行なわ
れる。このため、差し替える処理については説明し、他
の事項については重複するのでその説明を省略する。

【００７５】この実施形態において、波形合成プログラ
ムの処理手順が、ステップＳａ３４に進むと、図１８に
示すような、選択されたハードウェアを含む発音処理が
実行される。まず、ステップＳｇ１では、ステップＳｅ
１と同様に、イベント検出管理が行なわれる。次に、ス
テップＳｇ２では、発音指定システムチェックが行なわ
れる。すなわち、発音すべき音色のそれぞれについて、
ＣＰＵ１０等側で処理するか、あるいは各種音源デバイ
ス側で処理するか、を割り当てる。ここで、かかる割当
を何を基準にして行なうかについて説明する。一般に、
音源デバイスは、それ固有の音色配列を有しているた
め、音色番号を定めれば発音すべき音色は一意に決ま
る。したがって、撥音系の楽音が属する音色番号を予め
ピックアップしておき、イベントの検出された楽音の音
色番号が、ピックアップされた音色番号に属する場合に
は、ＣＰＵ１０等側で処理すべしと設定し、それ以外の
場合には、各種音源デバイスたる音源デバイス２２等側
で処理すべしと設定される。

【００７６】なお、本実施形態では、割当の基準を音色
番号に拘泥すべきではなく、例えば、手動モードによっ
て、ある音色についてはＣＰＵ側、またある音色につい
ては各種音源側というように、音色毎に処理側をそれぞ
れ設定しておくようにしても良い。また、第１実施形態
のように、同時発音可能なチャンネル数により割り当て
るようにしても良い。さらに、強制モードによって、他
に実行しているプログラムにより強制的に割り当てるこ
ととしても良い。

【００７７】さて、各種音源デバイス側に割り当てられ
た音色については、ステップＳｇ３において、ステップ
Ｓｅ４（図１５参照）と同様に、発音割当処理が行なわ
れて、各種音源デバイス側に空きチャンネルが設けられ
る。そして、ステップＳｇ６において、検出されたイベ
ントに対応する波形サンプルが、空きチャンネルにより
実際に生成される。この場合の生成方法は、ＦＭや高調
波合成、物理モデリング合成のみならず、波形メモリ２
５の波形データを読み出すＰＣＭ、波形メモリ読出な
ど、装着される音源デバイス２２の特性に依存した種々
の方式が考えられる。

【００７８】一方、ＣＰＵ側に割り当てられた音色につ
いては、ステップＳｇ５において、ステップＳｅ７（図
１５参照）と同様に、ＣＰＵ発音割当処理が行なわれ
て、検出されたイベントに対応するＣＰＵ波形発生割当
コマンドが生成される。そして、かかるＣＰＵ波形発生
割当コマンドが有の場合には、ステップＳｇ６の判別結
果が「Ｙｅｓ」となって、ステップＳｇ７の発音演算処
理が、当該割当コマンドに対応して波形サンプルを生成
する発音演算処理が実行される。なお、この発音演算処
理は、上述のようにＣＰＵ等の負担を減らす趣旨から、
波形メモリ読出モードにより行なわれる。一方、ＣＰＵ
波形発生割当コマンドが無の場合には、ステップＳｇ６
の判別結果が「Ｎｏ」となって、手順が戻る。

【００７９】この第２実施形態によれば、ある音色をＣ
ＰＵ側に、また、ある音色については各種音源デバイス
側に、それぞれ任意に処理を割り当てることができるの
で、ＣＰＵおよび各種音源デバイスの処理負担を適切に
分けることができ、さらに、再生楽音の品質を維持した
まま、多様化を図ることができる。

【００８０】４−２：第３実施形態 次に、第３実施形態について説明する。上述した第１実
施形態および第２実施形態では、１つの音色に関する発
音処理を、ＣＰＵ側あるいは各種音源デバイス側のいず
れかのチャンネルにより行なう構成であったが、ある音
色に関する発音処理を、ＣＰＵ側および各種音源デバイ
ス側の双方のチャンネルにより行なう構成であっても良
い。特にこの場合、ＣＰＵ側では高調波合成により、ま
た、各種音源デバイス側では高調波合成以外の例えばＦ
Ｍ合成により、それぞれ波形データを演算して求めるよ
うにすれば、同じ音色を生成するにも、異なる演算方法
で求められるので、結果として異なった音色で発音され
ることになる。このため、音色の多様化に大きく寄与す
ることが考えられる。この第３実施形態の目的は、まさ
にこの点にある。

【００８１】第３実施形態は、第２実施形態と同様に、
構成的には、図１、図２４に示すように、音源デバイス
２２の装着を前提とする。また、その波形合成プログラ
ムについては、選択されたハードウェアを含む発音処理
（図１５および１６参照）を、図１９に示す処理に差し
替えた処理を行なうものである。すなわち、上述したス
テップＳａ３４（図１１参照）において実行される、選
択されたハードウェアを含む発音処理については、図１
９に示す処理が行なわれる。このため、差し替える処理
については説明し、他の事項については重複するのでそ
の説明を省略する。

【００８２】この実施形態において、波形合成プログラ
ムの処理手順が、ステップＳａ３４に進むと、図１９に
示すような、選択されたハードウェアを含む発音処理が
実行される。まず、ステップＳｈ１では、ステップＳｅ
１、Ｓｇ１と同様に、イベント検出管理が行なわれる。
次に、ステップＳｈ２では、発音指定システムチェック
が行なわれる。すなわち、発音すべき音色のそれぞれに
ついて、ＣＰＵ１０等側で処理するか、各種音源デバイ
ス側で処理するか、あるいは双方で処理するかを割り当
てる。ここで、割当の基準は、第２実施形態と同様に、
音色番号や、同時発音可能なチャンネル数、手動モード
による設定や、強制モードによる設定など種々考えられ
る。

【００８３】さて、各種音源デバイス側に割り当てられ
た音色については、ステップＳｈ３において、ステップ
Ｓｅ４（図１５参照）と同様に、発音割当処理が行なわ
れて、各種音源デバイス側に空きチャンネルが設けられ
る。そして、ステップＳｈ４において、検出されたイベ
ントに対応する波形サンプルが、空きチャンネルにより
実際に生成される。この場合の生成方法は、ＦＭや高調
波合成、物理モデリング合成のみならず、波形メモリ２
５の波形データを読み出すＰＣＭ、波形メモリ読出な
ど、装着される音源デバイス２２の特性に依存した種々
の方式が考えられる。一方、ＣＰＵ側に割り当てられた
音色については、ステップＳｈ５において、ＣＰＵ発音
割当処理が行なわれて、検出されたイベントに対応する
ＣＰＵ波形発生割当コマンドが生成される。この場合の
ＣＰＵ波形発生割当コマンドには、演算方式を指定する
情報も含まれる。また、各種音源デバイス側およびＣＰ
Ｕ側の双方に割り当てられた音色については、各種音源
デバイス側では、ステップＳｈ３およびＳｈ４の処理が
行なわれ、ＣＰＵ側では、ステップＳｈ５の処理が行な
われる。すなわち、双方並列して行なわれる。

【００８４】そして、かかるＣＰＵ波形発生割当コマン
ドが有の場合には、ステップＳｈ６の判別結果が「Ｙｅ
ｓ」となって、ステップＳｈ７の発音演算処理が、当該
割当コマンドに対応して波形サンプルを生成する発音演
算処理が実行される。なお、この場合の発音演算処理
は、第２実施形態の発音演算処理とは異なり、波形メモ
リ読出のみならずＦＭや高調波合成、物理モデリング合
成など種々の方式が考えられる。一方、ＣＰＵ波形発生
割当コマンドが無の場合には、ステップＳｇ６の判別結
果が「Ｎｏ」となって、手順が戻る。

【００８５】この第３実施形態では、ある音色をＣＰＵ
側と各種音源デバイス側とで、両者に割り当てられるこ
とができるので、データ的には１つの音色が、実質的に
異なる２つの音色で発生することができる。したがっ
て、第３実施形態によれば、この意味で発生楽音の多様
化を図ることができる。

【００８６】４−３：第４実施形態 次に、第４実施形態について説明する。上述した実施形
態では、いずれも、発音割当の方式なる動作モードにつ
いて規定していたが、本願はこれに限られず、もっとシ
ンプルに、各種音源デバイスが搭載されていて、当該各
種音源デバイスに割り当てられるイベントが検出されれ
ば、その処理を各種音源デバイスに行なわせる構成とし
ても良い。その場合の構成がまさにこの第４実施形態で
ある。

【００８７】第４実施形態は、第２および第３実施形態
と同様に、構成的には、図１、図２４に示すように、音
源デバイス２２の装着を前提とする。また、その波形合
成プログラムについては、選択されたハードウェアを含
む発音処理（図１５および１６参照）を、図２０に示す
処理に差し替えた処理を行なうものである。すなわち、
上述したステップＳａ３４（図１１参照）において実行
される、選択されたハードウェアを含む発音処理につい
ては、図２０に示す処理が行なわれる。このため、差し
替える処理については説明し、他の事項については重複
するのでその説明を省略する。

【００８８】この実施形態において、波形合成プログラ
ムの処理手順が、ステップＳａ３４に進むと、図２０に
示すような、選択されたハードウェアを含む発音処理が
実行される。まず、図示しないが、ステップＳｅ１、Ｓ
ｇ１と同様に、イベント検出管理が行なわれる。次に、
ステップＳｉ１では、発音割当処理が行なわれて、各種
音源デバイス側に空きチャンネルが設けられる。そし
て、ステップＳｉ２において、検出されたイベントに対
応する波形サンプルが、空きチャンネルにより実際に生
成される。この場合の生成方法は、ＦＭや高調波合成、
物理モデリング合成のみならず、波形メモリ２５の波形
データを読み出すＰＣＭ、波形メモリ読出など、装着さ
れる音源デバイス２２の特性に依存した種々の方式が考
えられる。この後、処理手順は戻る。

【００８９】この第４実施形態によれば、各種音源デバ
イスが搭載されていて、当該各種音源デバイスに割り当
てられるイベントが検出されれば、その処理を当該各種
音源デバイスに行なわせることができる。

【００９０】４−４：その他 上述した実施形態では、オプション品の例として、コプ
ロセッサ１７や、ＤＳＰ２１、音源デバイス２２等を例
としたが、本願はこれらに限られない。また、本願構成
は、パソコンや、電子楽器や、ゲーム機などのようにＣ
ＰＵを用いた応用システムであって、楽音を発生させる
ものすべてに適用可能である。

【００９１】

【発明の効果】以上説明した本発明によれば、次のよう
な効果がある。装置構成において最適なサンプリング周
波数にて楽音発生を行なうことが可能となる（請求項
３）。楽音波形のサンプリングデータを生成するための
構成を簡略化することが可能となる（請求項４）。装置
構成の性能が低い場合においても、発生楽音の品質を確
保することが可能となる（請求項５、６）。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明が適用される構成を示すブロック図で
ある。

【図２】 同構成におけるバス回りの変形例を示すブロ
ック図である。

【図３】 同構成におけるバス回りの変形例を示すブロ
ック図である。

【図４】 （ａ）は、同構成における音源デバイス周辺
を集積化した場合の構成を示すブロック図であり、
（ｂ）は、同構成におけるＤＳＰ周辺を集積化した場合
の構成を示すブロック図である。

【図５】 この発明による第１実施形態の動作モードを
説明するための図である。

【図６】 同実施形態におけるＲＡＭのメモリマップを
示す図である。

【図７】 同実施形態における処理全体の概観を示すフ
ローチャートである。

【図８】 同実施形態により実行される波形合成プログ
ラムの手順を示すフローチャートである。

【図９】 同実施形態により実行される波形合成プログ
ラムの手順を示すフローチャートである。

【図１０】 同実施形態により実行される波形合成プロ
グラムの手順を示すフローチャートである。

【図１１】 同実施形態により実行される波形合成プロ
グラムの手順を示すフローチャートである。

【図１２】 波形合成プログラムにおける波形サンプル
ロード処理の手順を示すフローチャートである。

【図１３】 波形合成プログラムにおける波形サンプル
発生演算の手順を示すフローチャートである。

【図１４】 波形合成プログラムにおけるＣＰＵによる
波形サンプル演算処理の手順を示すフローチャートであ
る。

【図１５】 波形合成プログラムにおける選択されたハ
ードウェアを含む発音処理の手順を示すフローチャート
である。

【図１６】 波形合成プログラムにおける選択されたハ
ードウェアを含む発音処理の手順を示すフローチャート
である。

【図１７】 波形合成プログラムにおけるタイマー処理
の手順を示すフローチャートである。

【図１８】 本発明の第２実施形態における、選択され
たハードウェアを含む発音処理の手順を示すフローチャ
ートである。

【図１９】 本発明の第３実施形態における、選択され
たハードウェアを含む発音処理の手順を示すフローチャ
ートである。

【図２０】 本発明の第４実施形態における、選択され
たハードウェアを含む発音処理の手順を示すフローチャ
ートである。

【図２１】 本発明が適用される構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図２２】 本発明が適用される構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図２３】 本発明が適用される構成の一例を示すブロ
ック図である。

【図２４】 本発明が適用される構成の一例を示すブロ
ック図である。

【符号の説明】

１０……ＣＰＵ（演算処理手段、検出手段、制御手段、
サンプリング周波数決定手段）、１７……コプロセッ
サ、２２……音源デバイス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G10H 7/02 G10H 1/02

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プログラムにしたがって動作する演算処
   理手段の性能を検出する第１ステップと、 前記第１ステップの検出結果に基づいてサンプリング周
   波数制御データを生成する第２ステップと、 前記サンプリング周波数制御データに応じたサンプリン
   グ周波数で楽音を生成する楽音生成処理を、前記演算処
   理手段に実行させる第３ステップとから成る楽音発生方
   法。
2. 【請求項２】 プログラムにしたがって動作する演算処
   理手段を用いて楽音を発生する楽音発生装置において、 前記演算処理手段の性能を検出する検出手段と、 前記検出手段の検出結果に基づいてサンプリング周波数
   制御データを生成するサンプリング周波数決定手段と、 前記サンプリング周波数制御データに応じたサンプリン
   グ周波数で楽音を生成する楽音生成処理を、前記演算処
   理手段に実行させる制御手段とを具備することを特徴と
   する楽音発生装置。
3. 【請求項３】 前記検出手段は、前記演算処理手段で所
   定の楽音波形を生成するのに要した時間を計測すること
   により前記演算処理手段の性能を検出するものであるこ
   とを特徴とする請求項２に記載の楽音発生装置。
4. 【請求項４】 前記サンプリング周波数決定手段は、予
   め段階的に設定された複数のサンプリング周波数のう
   ち、前記検出手段により計測された時間に基づいて求め
   たサンプリング周波数よりも低いものであって、最も高
   いものを決定することを特徴とする請求項３記載の楽音
   発生装置。
5. 【請求項５】 前記サンプリング周波数決定手段により
   決定されたサンプリング周波数が所定のサンプリング周
   波数よりも低い場合には、前記演算処理手段の演算処理
   を変更してサンプリングデータを生成するようにしたこ
   とを特徴とする請求項２記載の楽音発生装置。
6. 【請求項６】 前記サンプリング周波数決定手段により
   決定されたサンプリング周波数が所定のサンプリング周
   波数よりも低い場合には、予め記憶した楽音波形のサン
   プリングデータの読み出しにより楽音を発生することを
   特徴とする請求項５記載の楽音発生装置。